Одна формула, четыре коэффициента и три поправки, которые отличают расчёт инженера от совета «берите с запасом». После этой статьи вы проверите любое предложение за пять минут.
Полезная ёмкость АКБ = средняя нагрузка (Вт) × нужные часы ÷ 1000 ÷ 0,92 (КПД инвертора). Паспортную ёмкость получаем, разделив результат на допустимую глубину разряда: 0,9 для LiFePO4 и 0,5 для свинца. Для 320 Вт в течение 10 часов это 3,5 кВт·ч полезной энергии и около 3,9 кВт·ч паспортной литиевой батареи.
Шаг 1. Средняя нагрузка — не то же самое, что сумма мощностей
Самая распространённая ошибка расчёта — сложить мощности всех приборов и считать, что они работают непрерывно. На самом деле большинство бытовой техники имеет коэффициент использования.
- Холодильник. На шильдике 150-200 Вт, но компрессор работает примерно треть времени. Среднее потребление — 50-70 Вт, или 1,2-1,7 кВт·ч в сутки.
- Газовый котёл с насосом. Пик 120-150 Вт, в межсезонье насос молотит почти постоянно, в морозы — с паузами. Разумно считать 80-100 Вт средних.
- Освещение. Светится не все и не всегда. Для дома реальное среднее — 60-120 Вт, а не сумма всех ламп.
- Роутер, Starlink, камеры. Вот это работает ровно 24/7: 60-120 Вт без пауз. Такие потребители считают по полному номиналу.
Самый точный способ — поставить на ввод резервной группы обычный счётчик с измерением суточного потребления. Одни сутки измерений дают цифру, точнее любых таблиц. Если счётчика нет — берите полный номинал для круглосуточных потребителей и треть номинала для циклических.
Шаг 2. Часы автономии: считайте по худшему, а не по среднему отключению
Если график «4 через 4», соблазн считать четыре часа велик. Но зимой графики срываются, и аварийное отключение после планового даёт 8-10 часов подряд. Батарея, рассчитанная ровно на четыре часа, садится в ноль именно тогда, когда резерв нужен больше всего.
Практический подход: берите длительность типичного отключения и умножайте на 1,5-2. Для большинства украинских объектов рабочий ориентир — 8-10 часов автономии критических линий. Это не «с запасом», это реалистичное требование.
Шаг 3. Формула и почему в ней именно такие коэффициенты
Паспортная ёмкость (кВт·ч) = полезная энергия ÷ DoD
Ёмкость в А·ч = паспортная × 1000 ÷ U
- P — средняя нагрузка в ваттах (шаг 1).
- t — часы автономии (шаг 2).
- η — КПД инвертора, 0,90-0,94. Эти 6-10% уходят в тепло на преобразовании постоянного тока в переменный, и вернуть их невозможно.
- DoD — допустимая глубина разряда: 0,9 для LiFePO4, 0,8 для NMC, 0,5 для AGM и геля.
- U — напряжение батарейной шины: 12, 24 или 51,2 В.
Пример до конца
Дом: роутер и Starlink 90 Вт, освещение 80 Вт, холодильник 60 Вт средних, котёл с насосом 90 Вт. Вместе 320 Вт. Нужно 10 часов.
Полезная энергия = 320 × 10 ÷ 1000 ÷ 0,92 = 3,48 кВт·ч.
Паспортная для LiFePO4 = 3,48 ÷ 0,9 = 3,87 кВт·ч.
В ампер-часах на 51,2 В = 3,87 × 1000 ÷ 51,2 = 76 А·ч.
Одна батарея 51,2 В / 100 А·ч закрывает задачу с запасом. А популярный совет «берите 200 А·ч на 12 В» дал бы 2,56 кВт·ч паспортных — и не закрыл бы.
Посчитайте свою ёмкость по формуле из этой статьи
Подставьте среднюю нагрузку и нужные часы — получите полезную энергию, паспортную ёмкость и ампер-часы для вашего напряжения.
Формула: полезная энергия = нагрузка × часы / КПД инвертора (0,92). Паспортная ёмкость = полезная / допустимая глубина разряда. Запас на старение батареи (10-20%) инженер добавляет отдельно.
Готовые цифры? Отправьте их — подберём конкретные модели АКБ и инвертора под вашу фазность.
Проверить с инженеромТри поправки, которые отличают расчёт от реальности
- Старение батареи. Через 5-7 лет LiFePO4 отдает 85-90% начальной емкости. Если система должна держать задачу весь срок службы, добавьте 10-15% сверху.
- Температура. При 0 °C литиевая батарея отдает около 80% номинала, при -10 °C — до 70%. Для неотапливаемой котельной это не мелочь, а треть расчета.
- Время на заряд. Батарея должна успеть зарядиться в окне, когда есть сеть. Проверьте: емкость ÷ ток заряда инвертора = часы. Если получается больше, чем длится окно со светом, емкость придется уменьшить или взять инвертор с большим током заряда.
Вы берёте батарею 15 кВт·ч, а инвертор даёт ток заряда 40 А (около 2 кВт). Полный заряд — более 7 часов непрерывной сети. В графике «4 через 4» такая система никогда не зарядится полностью и за несколько суток сползёт в ноль. Проверьте эту пару цифр до оплаты: инвертор с большим током заряда стоит меньше, чем лишние киловатт-часы батареи, которые вы никогда не заполните.
Сколько батареи нужно разным объектам: ориентиры
| Объект | Что питаем | Среднее | Батарея LiFePO4 |
|---|---|---|---|
| Квартира, минимум | Роутер, свет, зарядки | 120-180 Вт | 1,5-2,5 кВт·ч |
| Квартира с котлом | + газовый котел, холодильник | 250-350 Вт | 3-5 кВт·ч |
| Дом, критические линии | Котел, насос, свет, связь, холодильники | 350-550 Вт | 5-10 кВт·ч |
| Дом с комфортом | + кухня, стиральная, кабинет | 700-1200 Вт | 10-20 кВт·ч |
| Малый офис | Рабочие места, сервер, связь, свет | 800-1500 Вт | 10-20 кВт·ч |
| Магазин с холодом | Кассы, холодильные витрины, освещение | 2-5 кВт | 20-50 кВт·ч |
Это ориентиры для быстрой проверки бюджета, а не проект. Реальная цифра появляется после перечня нагрузок и желаемых часов.
Что делать, если нужная ёмкость не влезает в бюджет
Ситуация нормальная, и выходов из нее три — все лучше, чем «возьмем дешевый свинец».
- Сократить резервную группу. Убрать из резерва то, что переживёт отключение: стиральную машину, посудомойку, бойлер, тёплый пол. Часто это уменьшает нужную ёмкость вдвое.
- Начать с половины и масштабировать. Правильно спроектированная низковольтная система позволяет добавить вторую батарею через год без замены инвертора. Главное условие — тот же тип и модель.
- Добавить источник вместо ёмкости. Несколько солнечных панелей даже зимой дозаряжают батарею днём, и нужная ёмкость уменьшается. Иногда 3-4 панели дешевле дополнительных 5 кВт·ч лития.
| Параметр | Ориентир | Что это означает на практике |
|---|---|---|
| КПД инвертора (η) | 0,90-0,94 | 6-10% энергии батареи уходит в тепло при преобразовании |
| Глубина разряда LiFePO4 | 0,9 | Из 5 кВт·ч паспортных доступно 4,5 кВт·ч |
| Глубина разряда AGM/GEL | 0,5 | Из 5 кВт·ч паспортных доступно только 2,5 кВт·ч |
| Запас на старение | +10-15% | Через 5-7 лет ёмкость падает до 85-90% |
| Потеря на холоде (0 °C) | -20% | Неотапливаемая котельная съедает пятую часть расчёта |
| Автономия, ориентир для Украины | 8-10 ч | Плановое отключение плюс аварийное внахлест |
Ошибки, которые дороже всего обходятся
Чем грозит: Ёмкость завышена в 2-3 раза, бюджет раздут, деньги лежат в батарее без нужды.
Как правильно: Для циклических потребителей берите треть номинала, для круглосуточных — полный.
Чем грозит: Аварийное отключение поверх планового сажает батарею в ноль именно тогда, когда резерв критичен.
Как правильно: Умножайте типовую длительность на 1,5-2; ориентир для Украины — 8-10 часов.
Чем грозит: Большая батарея не успевает зарядиться между отключениями и за несколько дней сползает в ноль.
Как правильно: Проверьте: ёмкость ÷ ток заряда должно быть меньше, чем окно с сетью.
Чем грозит: Расчет на 10 часов в январе превращается в 7 — и система «вдруг» не тянет.
Как правильно: Для неотапливаемых помещений закладывайте -20% ёмкости или предусмотрите подогрев.
- Полезная энергия = нагрузка × часы ÷ 1000 ÷ 0,92; паспортная емкость = полезная ÷ глубина разряда.
- Средняя нагрузка циклической техники — примерно треть шильдика, роутера и камер — полный номинал.
- Планируйте 8-10 часов автономии: аварийное отключение накладывается на плановое.
- Батарея должна успевать заряжаться: ёмкость ÷ ток заряда инвертора меньше окна с сетью.
- Не влезает в бюджет — сократите резервную группу или добавьте панели, а не переходите на свинец.
Частые вопросы
Сколько кВт·ч нужно для квартиры?+
Для минимального сценария (роутер, освещение, зарядки) хватает 1,5-2,5 кВт·ч. Если добавить газовый котел и холодильник, нужно 3-5 кВт·ч на 8-10 часов автономии. Точная цифра зависит от желаемых часов и от того, входит ли в резерв кухня.
Можно ли взять батарею с большим запасом на будущее?+
Можно, но это замороженные деньги и дополнительная нагрузка на систему заряда. Разумнее взять правильную ёмкость сейчас и заложить возможность добавить модуль позже — для низковольтных LiFePO4 это штатный сценарий.
Как измерить реальное потребление без приборов?+
Снимите показания счётчика вечером и утром и разделите разницу на количество часов — получите среднюю мощность объекта. Далее вычтите то, что не пойдёт на резерв: бойлер, плиту, стиральную машину.
Почему в расчёте делят на КПД, а не умножают?+
Потому что потери снимаются с батареи, а не добавляются к нагрузке. Чтобы отдать в розетку 1 кВт·ч, батарея должна отдать 1 ÷ 0,92 = 1,087 кВт·ч. Умножение на 0,92 занизило бы нужную ёмкость.
Сколько батарей можно соединить параллельно?+
Для большинства низковольтных LiFePO4 производитель допускает 4-16 модулей в параллель, и это указано в паспорте. Все модули должны быть одной модели, желательно одной партии, и соединены кабелями одинаковой длины — иначе ток распределяется неравномерно.
Влияет ли мощность инвертора на нужную ёмкость?+
Прямо нет: инвертор определяет, сколько можно включать одновременно, а батарея — на сколько часов. Косвенно влияет, потому что более мощный инвертор обычно имеет больший ток заряда и быстрее восстанавливает батарею между отключениями.
Посчитать под ваш объект
Пришлите город, тип объекта, фото щита и перечень того, что должно работать во время отключения. Вернём понятный сценарий: что будет работать, сколько часов, сколько стоит старт и как систему можно будет расширить.